第四章配電系統

華中科技大學電力工程系

羅毅

luoyee@

87544274(o)

學習目標掌握配電網的基本概念及其特點掌握配電網典型T接線，理解城網和農網接線的特點了解配電網開關設備，理解利用開關設備實現配電網故障隔離的基本方法理解低壓配電網的保護接零方式學習難點配電網典型T接線、城網和農網接線的特點；利用開關設備實現配電網故障隔離的基本方法；學習方法注意從配電網的特點來理解配電網的典型接線、配電開關設備和故障隔離；注意比較第三章輸電系統與本章配電系統的區別；配電網定義配電網（DistributionNetwork）是指在電力網中起電能分配作用的網絡。通常是指電力系統中二次降壓變壓器低壓側直接或降壓后向用戶供電的網絡。配電網的組成：架空或電纜配電線路、配電開關類設備、配電所、柱上變壓器、配電箱等。發電廠輸電線高壓變電站配電網用戶配電網分類高壓配電網(110-220kV)

中壓配電網(10-35kV)

低壓配電網(380/220V、660/380V)城市配電網（城網）農村配電網（農網）工廠配電網等配電網在設計上的特點

配電網的規模快速增長中低壓配電網故障頻繁，但繼電保護選擇性配合困難，決定了中低壓配電網必須采用與輸電網不同的故障隔離方式

除保證用戶供電可靠性外，如何保證電能質量和降低損耗是配電網的兩個重要設計目標配電網在設計上的特點配電線路通過開關設備分段和聯絡是提高配電網供電可靠性的要求

我國10kV、35kV配電網絕大部分屬于中性點不接地系統，在發生單相接地時，仍允許供電一段時間。少部分屬于經小電阻接地系統

配電網在運行上的特點開環運行：開斷容量、一二次設備的配置與投資配電網的故障和異常處理是配電網運行的首要工作

配電網運行中存在大量的諧波源、三相電壓不平衡、電壓閃變污染等保證配電網運行經濟性是配電網運行的重要工作

城網與農網城市配電網：負荷相對集中，布點多，事故影響大，短路容量大，在200300MVA左右農村配電網：負荷分散，供電半徑大，線路長，有的10kV線路長達幾十千米，線路維護工作量大。短路容量小，一般在100200MVA城網電源一般城網電源為220kV，在城市外圍建設架空線雙環網。在不能形成地理上的環網時，也可以采用C型電氣環網。屬于輸變電系統部分當隨著負荷增加短路容量超過規定值時，應建設更高一級環網，將原來的環網開環分片，并避免電磁合環環網的適當地點設樞紐變電所，降壓后送市區但是，220kV直供屬城網范圍城網高壓配電網采用架空線路時，城區可同桿雙回架設，盡可能設雙側電源。采用電纜線路時可為多回路。當線路上T接或環入三個或三個以上變電所時，應設雙側電源，但正常運行時兩側電源不并列。對直接接入高壓配電網的小電廠或自備電廠，可采用單電源輻射方式向附近供電城市高壓配電網接線：同桿并架雙回架空線（雙電源雙“T”）城市高壓配電網接線：電纜線路支接兩個變電所（單電源雙“T”）城市高壓配電網接線：電纜線路支接三個變電所（雙電源雙“T”）城市中壓配電網由10kV線路、配電所、開閉所、箱式配電站、桿架變壓器等組成依據高壓配電變電所位置和負荷分布分成若干相對獨立分區，各個分區一般不重疊高壓配電變電所中壓出線開關停用時，應能通過中壓電網轉移負荷，對用戶不停電具有足夠的聯絡容量，正常時開環運行，異常時轉移負荷城市中壓配電網市區架空配電網為沿道路架設的格子形布局網絡，在道路交叉口連接。全網在適當地點用桿塔開關（即柱上開關）分斷，形成多區段（區段中又分段）、多連接的開式運行網絡架空電網的供電能力有一定限度，當負荷大量增加時，中壓電網可由架空線過渡為電纜城市中壓配電網：閉環運行的香港中華電力公式典型閉環網（11kV）城市中壓配電網：開環運行單環網城市中壓配電網接線：直通式備用電纜示意圖城市中壓配電網接線：分布式備用電纜示意圖城市中壓配電網接線：架空線與電纜混合網城市低壓配電網低壓負荷分散，進戶點多，從經濟性考慮，以架空線為主供電半徑一般不超過400m當變壓器故障時，可將負荷拆開，向鄰近電網2－3個方向轉移，且故障負荷轉移時，導線運行率不超過100％，線路末端電壓不超過規定值城市低壓配電網接線農村配電網接線農網接線以無備用的樹狀、放射狀、干線式等為主，少數采用手拉手接線隨著鄉鎮經濟的發展，農網接線有向城網接線發展的趨勢配電網改造的基本原則“全面規劃、綜合改造、結合實際、注重效益”提高配電網整體供電能力，根除“卡脖子”現象提高可靠性，城網達到99.9%，大中城市中心區達到99.99%提高電能質量，降低線損。電壓合格率98％，線損率降低10％重合器H.V.AutomaticCircuitRe-closerforA.C.System所謂重合器是一種具有控制及保護功能的開關設備，它能夠檢測故障電流，在監測到故障電流后能在給定時間內遮斷故障電流，并能夠進行給定次數的重合。

現有重合器可以進行三次或四次重合。如果是永久性故障，重合器經過預定重合次數后閉鎖。重合器的分類⑴按相別分類:單相、

三相。

⑵按控制方式分類：液壓控制、電子控制。

⑶按使用介質分類：油介質、真空介質、SF6介質重合器的參數額定電壓、額定電流短路開斷電流動穩定和熱穩定電流滅弧介質：油、真空、SF6控制方式：電子、液壓典型操作順序：重合次數復位時間重合器的動作特性重合器的動作特性可以分為瞬時動作特性（又稱快速動作特性）和延時動作特性兩種，通常采用時間—電流曲線（TCC曲線）來描述。通常重合器的動作特性按照其最大可重合次數可整定為“一快二慢”、“二快二慢”和“一快三慢”等。某些重合器的動作特性曲線又可分為相間短路跳閘的TCC曲線和接地短路跳閘的TCC曲線兩種。A為快速曲線B為延時曲線C為超延時曲線反時限TCC曲線定時限TCC曲線定時限特性對應的時間一般是：0.1s、0.2s、0.5s、1.0s、2s、3s、5s、10s、15s分段器分段器是一種與電源側前級開關配合，在失壓或無電流的情況下自動分閘的開關設備。分段器根據其工作原理不同，可以分為電壓－時間型分段器和過流脈沖計數型分段器兩種。電壓-時間型分段器電壓-時間型分段器是憑借加壓、失壓的時間長短來控制其動作的，失壓后分閘，加壓后合閘或閉鎖。電壓-時間型分段器電壓-時間型分段器有兩個重要的參數需要整定。X時限：X時限是指從分段器電源側加壓至該分段器合閘的時延；Y時限：若分段器合閘后在未超過Y時限的時間內又失壓，則該分段器分閘并被閉鎖在分閘狀態，待下次再加壓時也不再自動重合。過流脈沖計數型分段器過流脈沖計數型分段器通常與電源測的斷路器和重合器配合使用，它不能用于開斷短路電流。當線路發生故障時，電源測開關切除故障，分段器計數；當計數到整定的次數后，在電源測開關斷開線路后，分段器自動跳開。什么是保護接零？在中性點直接接地的低壓電力網中，把電氣設備的外殼與接地中性線（也稱零線）直接連接，以實現對人身安全的保護作用。ABCPENR0低壓配電網為什么采用保護接零低壓配電網如果發生單相接地，由于電氣設備采用保護接地時存在接地電阻，使接地電流達不到足夠大的數值，繼電保護裝置不能動作，故障不能切除。此時，由于故障點仍然存在，若有人觸及與此相連的導線和金屬帶電部分，仍將發生觸電危險。ABC0r0REIE低壓配電網為什么采用保護接零采用保護接零后，當電氣設備絕緣損壞而發生碰殼短路時，形成了一個閉合的金屬回路。由于這個回路不包括接地裝置的接地電阻，所以短路電流比較大，足夠使熔斷器熔斷或繼電保護動作。ABCPENR0三種保護接零方式TN接地方式——保護接零字母T表示電源中性點接地，N表示零線，PE表示保護線。TN接地方式分為三類：

TN－S方式字母S表示N與PE分開，設備金屬外殼與PE相連接，設備中性點與N連接，即采用五線制供電。優點是PE中沒有電流，故設備金屬外殼對地電位為零。主要用于數據處理，精密檢測，高層建筑的供電系統。ABCNPER0三種保護接零方式TN－C方式字母C表示N與PE合并成為PEN，實際上是四線制供電方式。設備中性點和金屬外殼都與N連接。正常時三相不平衡電流和諧波電流流過PEN，故設備金屬外殼正常對地帶有一定電壓。通常用于一般供電場所。ABCPENR0三種保護接零方式

TN－C－S方式一部分N與PE合并成PEN，